Redis夺命十二问，你能扛到第几问？

Redis是面试中绕不过的槛，只要在简历中写了用过Redis，肯定逃不过。今天我们就来模拟一下面试官在Redis这个话题上是如何一步一步深入，全面考察候选人对于Redis的掌握情况。

小张：

面试官，你好。我是来参加面试的。

面试官：

你好，小张。我看了你的简历，熟练掌握Redis，那么我就随便问你几个Redis相关的问题吧。首先我的问题是，Redis是单线程还是多线程呢？

小张：

Redis不同版本之间采用的线程模型是不一样的，在Redis4.0版本之前使用的是单线程模型，在4.0版本之后增加了多线程的支持。

在4.0之前虽然我们说Redis是单线程，也只是说它的网络I/O线程以及Set 和 Get操作是由一个线程完成的。但是Redis的持久化、集群同步还是使用其他线程来完成。

4.0之后添加了多线程的支持，主要是体现在大数据的异步删除功能上，例如 unlink key、flushdb async、flushall async 等

面试官：

回答的很好，那为什么Redis在4.0之前会选择使用单线程？而且使用单线程还那么快？

小张：

选择单线程个人觉得主要是使用简单，不存在锁竞争，可以在无锁的情况下完成所有操作，不存在死锁和线程切换带来的性能和时间上的开销，但同时单线程也不能完全发挥出多核CPU的性能。

至于为什么单线程那么快我觉得主要有以下几个原因：

Redis 的大部分操作都在内存中完成，内存中的执行效率本身就很快，并且采用了高效的数据结构，比如哈希表和跳表。
使用单线程避免了多线程的竞争，省去了多线程切换带来的时间和性能开销，并且不会出现死锁。
采用 I/O 多路复用机制处理大量客户端的Socket请求，因为这是基于非阻塞的 I/O 模型，这就让Redis可以高效地进行网络通信，I/O的读写流程也不再阻塞。

面试官：

不错，那Redis是如何实现数据不丢失的呢？

小张：

Redis数据是存储在内存中的，为了保证Redis数据不丢失，那就要把数据从内存存储到磁盘上，以便在服务器重启后还能够从磁盘中恢复原有数据，这就是Redis的数据持久化。Redis数据持久化有三种方式。

AOF 日志（Append Only File，文件追加方式）：记录所有的操作命令，并以文本的形式追加到文件中。
RDB 快照（Redis DataBase）：将某一个时刻的内存数据，以二进制的方式写入磁盘。
混合持久化方式：Redis 4.0 新增了混合持久化的方式，集成了 RDB 和 AOF 的优点。

面试官：

那你分别说说 AOF和 RDB的实现原理吧。

小张：

AOF采用的是写后日志的方式，Redis先执行命令把数据写入内存，然后再记录日志到文件中。AOF日志记录的是操作命令，不是实际的数据，如果采用AOF方法做故障恢复时需要将全量日志都执行一遍。

RDB采用的是内存快照的方式，它记录的是某一时刻的数据，而不是操作，所以采用RDB方法做故障恢复时只需要直接把RDB文件读入内存即可，实现快速恢复。

面试官：

你刚提到了AOF采用的是 “写后日志” 的方式，我们平时用的MySQL则采用的是 “写前日志”，那 Redis为什么要先执行命令，再把数据写入日志呢？

小张：额头开始冒汗，问的是些啥问题呀。。。

额，这个主要是由于Redis在写入日志之前，不对命令进行语法检查，所以只记录执行成功的命令，避免出现记录错误命令的情况，而且在命令执行后再写日志不会阻塞当前的写操作。

面试官：

那后写日志又有什么风险呢？

小张：

我... 这个我不会。

面试官：

好吧，后写日志主要有两个风险可能会发生：

数据可能会丢失：如果 Redis 刚执行完命令，此时发生故障宕机，会导致这条命令存在丢失的风险。
可能阻塞其他操作：AOF 日志其实也是在主线程中执行，所以当 Redis 把日志文件写入磁盘的时候，还是会阻塞后续的操作无法执行。

我还有个问题是 RDB做快照时会阻塞线程吗？

小张：

Redis 提供了两个命令来生成 RDB 快照文件，分别是 save 和 bgsave。save 命令在主线程中执行，会导致阻塞。而 bgsave 命令则会创建一个子进程，用于写入 RDB 文件的操作，避免了对主线程的阻塞，这也是 Redis RDB 的默认配置。

面试官：

RDB 做快照的时候数据能修改吗？

小张：

save是同步的会阻塞客户端命令，bgsave的时候是可以修改的。

面试官：

那Redis是怎么解决在bgsave做快照的时候允许数据修改呢？

小张：（你咋还问。。。我™不会啊！）

额，这个我不太清楚...

面试官：

这里主要是利用bgsave的子线程实现的，具体操作如下：

如果主线程执行读操作，则主线程和 bgsave 子进程互相不影响；
如果主线程执行写操作，则被修改的数据会复制一份副本，然后 bgsave子进程会把该副本数据写入 RDB 文件，在这个过程中，主线程仍然可以直接修改原来的数据。

要注意，Redis 对 RDB 的执行频率非常重要，因为这会影响快照数据的完整性以及 Redis 的稳定性，所以在 Redis 4.0 后，增加了 AOF 和 RDB 混合的数据持久化机制：把数据以 RDB 的方式写入文件，再将后续的操作命令以 AOF 的格式存入文件，既保证了 Redis 重启速度，又降低数据丢失风险。

小张：

学到了学到了。

面试官：

那你再跟我说说Redis如何实现高可用吧？

小张：

Redis实现高可用主要有三种方式：主从复制、哨兵模式，以及 Redis 集群。

主从复制

将从前的一台 Redis 服务器，同步数据到多台从 Redis 服务器上，即一主多从的模式，这个跟MySQL主从复制的原理一样。